Ecuación de fuerza centrípeta

Ecuación de la fuerza centrípeta: ¿Recuerdas haber montado en el tiovivo cuando eras niño? ¿Alguna vez se paró en el borde del tiovivo y se agarró fuerte a la barandilla mientras sus amigos empujaban el volante cada vez más rápido? Tal vez recuerde que cuanto más rápido giraba la rueda, más difícil era agarrarse. Es posible que no lo supiera en ese momento, pero estaba creando un equilibrio entre dos fuerzas, una real y otra aparente, para permanecer en ese camino circular.

Los tiovivos son un ejemplo perfecto de cómo se usa una fuerza para mantener un objeto en movimiento en una trayectoria circular. Tu cuerpo quería salir volando del tiovivo en línea recta, pero tus manos ejercían una fuerza opuesta para mantenerte en pie. La tendencia de su cuerpo a salir volando del tiovivo se llama fuerza centrífuga. No es una fuerza real, sino aparente. La fuerza que usó con las manos para permanecer en el paseo es real y se llama fuerza centrípeta. Aprendamos más sobre esto.

"Fuerza centrípeta y aceleración centrípeta Fuerza centrípeta y aceleración centrípeta

Aceleración centrípeta es el nombre de la aceleración directamente hacia el centro del círculo en un movimiento circular. Esto se define por:

a = v2 / r

Donde v es la rapidez del objeto en la línea tangencial al círculo, y r es el radio del círculo en el que se mueve. Piense en lo que sucedería si estuviera balanceando una pelota conectada a una cuerda en un círculo, pero el cuerda se rompió. La pelota saldría volando en línea recta desde su posición en el círculo en el momento en que se rompió la cuerda, y esto le da una idea de lo que significa v en la ecuación anterior.

Debido a que la segunda ley de Newton establece que fuerza = masa × aceleración, y tenemos una ecuación para la aceleración anterior, la fuerza centrípeta debe ser:

F = mv2 / r

En esta ecuación, m se refiere a una masa.

Entonces, para encontrar la fuerza centrípeta, necesitas conocer la masa del objeto, el radio del círculo en el que viaja y su velocidad tangencial. Usa la ecuación anterior para encontrar la fuerza basada en estos factores. Cuadre la velocidad, multiplíquela por la masa y luego divida el resultado por el radio del círculo.

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Fuerza centrípeta con información incompleta

Si no tiene toda la información que necesita para la ecuación anterior, puede parecer que encontrar la fuerza centrípeta es imposible. Sin embargo, si piensa en la situación, a menudo puede averiguar cuál podría ser la fuerza.

Por ejemplo, si está tratando de encontrar la fuerza centrípeta que actúa en un planeta que orbita una estrella o una luna que orbita un planeta, sabe que la fuerza centrípeta proviene de la gravedad. Esto significa que puede encontrar la fuerza centrípeta sin la velocidad tangencial usando la ecuación ordinaria para la fuerza gravitacional:

F = Gm1m2 / r2

Donde m1 y m2 son las masas, G es la constante gravitacional y r es la separación entre las dos masas.

Para calcular la fuerza centrípeta sin radio, necesita más información (la circunferencia del círculo relacionada con el radio por C = 2π_r, por ejemplo) o el valor de la aceleración centrípeta. Si conoce la aceleración centrípeta, puede calcular la fuerza centrípeta directamente usando Segunda ley de Newton, F = ma.

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